这些有趣的光现象你知道多少？

图2 日食时太阳、月亮和地球的方位示意图

图3 日食时太阳、月亮和地球的方位实景图（图片来自www.coozhi.com）

二、生活中的反射

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反射主要有镜面反射和漫反射两种，镜面反射经常发生在比较光滑的界面上，它是指平行光射入界面之后，在界面发生反射，反射光线仍然是平行的。例如，李世民所说的“以铜为镜，可以正衣冠”就是这个道理。镜面反射实例如图4。而漫反射经常发生在比较粗糙的界面上，它是指平行光射入界面之后，在界面发生反射，反射光线不是平行的。例如中秋节的时候大家是不是都曾和家人一起吃月饼，赏明月。我们常会感叹道月光皎洁无暇，但是真的是“月光”吗？事实上，对于人类来说，月光是最大规模的反射现象，因为月球本身是作为地球的一个天然卫星是不会发光的，凹凸不平的月球表面会对太阳光产生漫反射，从而呈现出“柔和的月光”。

现在我们回答为什么鲜花是红色的，树叶是绿色的，这其实是由于光照射在物体上面，反射进了人类的眼睛里面，大脑再对这些反射光进行一些处理，这才让人们看到了五颜六色的光。

图3 镜面反射实例（图片来自thriveglobal）

三、光的折射

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光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象，如图4所示。

图4 光折射现象的例子（图片源于网络）

海市蜃楼是非常神奇又难得一见的自然景观之一，在我国古代经常被神化，它的形成主要是由于光的折射和全反射造成的。

海边的蜃景

夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大。我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，如图4所示。

图4 海市蜃楼图（图片源于网络）

沙漠的蜃景

在沙漠里也会看到蜃景，如图5所示。太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小，从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一样。

图5 沙漠蜃景图（图片源于网络）

四、光的色散

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白色光是由红橙黄绿蓝靛紫七种颜色的单色光构成的。如果一束白光进入介质，由于在介质中光速的微小差别，每种色光偏折程度不同，出射时就不是白色，而是分成了七种颜色。这个现象就称为色散，如图6所示，色散现象最早是由牛顿发现的。

图6 光的散射图（图片源于网络）

雨过天晴，有时天边会出现一道彩虹。彩虹的产生也包括很多的光学知识。

为什么雨后会出现彩虹？

彩虹是太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后所形成的一种光学现象。刚下完雨的空气中，会悬浮着许多小水滴，在太阳光的照射下，便产生了折射和内反射，如图7所示。

图7 彩虹产生的原理（图片源于网络）

为什么彩虹能拥有七种颜色？

太阳光本身就拥有七种颜色，当阳光照射到小水滴时，看似透明的太阳光会先折射一次，在小水滴的背面发生反射，最后离开小水滴时再折射一次。于是小水滴就把阳光分解成了7种颜色的光，如图8所示。

图8 彩虹图（图片源于网络）

为什么彩虹是弧形的？

雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射，不同颜色的光，在水滴上折射的程度是各不相同的。红色光的弯曲度最大，橙色光与黄色光次之，依此类推，弯曲最少的是紫色光。此外，由于地球是圆的，地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹！

光和我们的日常生活密不可分，有趣的光现象在生活中极为普遍，只要细心观察就一定能发现。

来源：成电研究生科学普及

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